CN111485069A - 一种钻杆及其连接处螺纹表面的处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钻杆中连接处螺纹表面的处理工艺,所述处理工艺包括:将加工完螺纹的钻杆进行淬火处理,得到硬度HV为500‑780的钻杆。本发明中,经过本发明提供的工艺进行处理后,钻杆中连接处螺纹表面耐磨性高,保证钻杆使用的持续性,有效减少粘扣现象产生。
Description
技术领域
本发明涉及表面处理领域,具体涉及一种钻杆及其连接处螺纹表面的处理工艺。
背景技术
绳索钻杆作为地质勘探施工主要使用工具,为了保证钻杆螺纹连接强度,该类钻杆螺纹牙型是特殊梯形螺纹。如CN204152450U公开了了一种全开式安全接头,包括公接头和母接头,所述公接头,包括管体I和外螺纹接头,外螺纹接头部分从内到外依次设有肩台面I,抗应力消减槽I,三角形螺纹I,等腰梯形螺纹I,斜梯形螺纹I和接近区I;所述母接头,包括管体II和内螺纹接头,内螺纹接头部分从内到外依次设有肩台面II,抗应力消减槽II,三角形螺纹II,等腰梯形螺纹II,三角形螺纹III和接近区II。本实用新型充分考虑了金属变形量的因素,使用安全可靠,安装及拆装迅速,配合使螺纹的极限抗扭力矩最高可以达到55000N·m。CN203476222U公开了一种钻杆和钻孔***。该钻杆为无缝的管状结构;管状结构两端的管壁厚度大于中部的管壁厚度;钻杆一端设有外扣梯形螺纹,其另一端设有内扣梯形螺纹。钻孔***,包括钻机、钻杆组件和钻头;钻杆组件由多个上述钻杆串联,相邻两个钻杆的连接方式为外扣梯形螺纹连接内扣梯形螺纹;钻机的钻机轴与钻杆组件的内扣梯形螺纹端相连接,钻杆组件的外扣梯形螺纹端与钻头相连。该钻杆采用无缝的管状结构,避免在加工的过程中在接缝处造成损坏,梯形螺纹能够增加钻杆两端的壁厚,以增加强度,防止在对钻杆加工的过程中造成损伤,且防止了在钻孔过程中由于钻杆受压和环境压力的情况下钻杆扭曲、变形。其牙型窄而浅,且公母螺纹齿顶表面为过盈配合,齿面咬合较为紧密,拧卸过程中容易引起粘扣现象,卸扣后容易在螺纹表面产生划痕划伤或导致拧卸不开。
为了避免粘扣现象的产生,目前普遍采用螺纹表面增加镀层的方式来改善这些问题。但由于镀层工艺的成本较高,且有环保影响。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种钻杆及其连接处螺纹表面的处理工艺,本发明提供的钻杆中连接处螺纹表面耐磨性高,保证钻杆使用的持续性,有效减少粘扣现象产生。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供了一种钻杆中连接处螺纹表面的处理工艺,所述处理工艺包括:将加工完螺纹的钻杆进行淬火处理,得到硬度HV为500-780的钻杆。
本发明中,经过本发明提供的工艺进行处理后,钻杆中连接处螺纹表面耐磨性高,保证钻杆使用的持续性,有效减少粘扣现象产生。
作为本发明优选的技术方案,所述钻杆的淬火范围为接近区的末端至距离螺纹根部倒角3-8mm处。
作为本发明优选的技术方案,所述淬火处理中的淬火介质为水和淬火液的混合溶液。
优选地,所述混合溶液中淬火液的含量为5-15%,例如可以是5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%或15%等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中,所述淬火液可以为水溶性淬火液,例如可以是Aqua-Quench 251或Senco-P65等。
优选地,所述淬火介质的温度≤50℃,例如可以是50℃、40℃、30℃、20℃或10℃等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,所述淬火处理中的进尺速度为1000-1200mm/min,例如可以是1000mm/min、1020mm/min、1040mm/min、1060mm/min、1080mm/min、1100mm/min、1120mm/min、1140mm/min、1160mm/min、1180mm/min或1200mm/min等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,所述淬火处理中钻杆的转速为400-600r/min,例如可以是400r/min、410r/min、420r/min、430r/min、440r/min、450r/min、460r/min、470r/min、480r/min、490r/min、500r/min、510r/min、520r/min、530r/min、540r/min、550r/min、560r/min、570r/min、580r/min、590r/min或600r/min等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,所述淬火中的阳极电压为10-11.5kV,例如可以是10kV、10.1kV、10.2kV、10.3kV、10.4kV、10.5kV、10.6kV、10.7kV、10.8kV、10.9kV、11kV、11.1kV、11.2kV、11.3kV、11.4kV或11.5kV等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,所述淬火处理中阳极电流为10-12.3A,例如可以是10A、10.2A、10.4A、10.6A、10.8A、11A、11.2A、11.4A、11.6A、11.8A、12A、12.2A或12.3A等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,所述淬火处理中的栅极电流为1.2-1.4A,例如可以是1.2A、1.22A、1.24A、1.26A、1.28A、1.3A、1.32A、1.34A、1.36A、1.38A或1.4A等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述淬火处理的时间为15-30s,例如可以是15s、16s、17s、18s、19s、20s、21s、22s、23s、24s、25s、26s、27s、28s、29s或30s等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,所述处理工艺包括:将加工完螺纹的钻杆进行淬火处理,得到硬度HV为500-780的钻杆;
其中,所述钻杆的淬火范围为接近区的末端至距离螺纹根部倒角3-8mm处;所述淬火处理中的淬火介质为水和淬火液的混合溶液;所述淬火介质的温度≤50℃;所述淬火处理中的进尺速度为1000-1200mm/min;所述淬火处理中钻杆的转速为400-600r/min;所述淬火中的阳极电压为10-11.5kV;所述淬火处理中阳极电流为10-12.3A;所述淬火处理中的栅极电流为1.2-1.4A;所述淬火处理的时间为15-30s。
第二方面,本发明提供了如第一方面所述热处理工艺得到的钻杆,所述钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为500-780;所述钻杆中连接处螺纹表面的硬化层深度≥0.5mm。
本发明中,所述钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为500-780,例如可以是500、550、600、650、700、750或780等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中,所述钻杆中连接处螺纹表面的硬化层深度≥0.5mm,例如可以是0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm等,但不限于所列举的数值,该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中,耐磨性体现以硬度为参考,硬度越高耐磨性越好。
与现有技术方案相比,本发明至少具有以下有益效果:
经本发明提供的处理工艺处理后的钻杆中连接处螺纹表面耐磨性高,保证钻杆使用的持续性,有效减少粘扣现象产生。
具体实施方式
为更好地说明本发明,便于理解本发明的技术方案,本发明的典型但非限制性的实施例如下:
实施例1
本实施例提供一种钻杆,所述钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为750;所述钻杆中连接处螺纹表面的硬化层深度为0.5mm。
所述钻杆中连接处螺纹表面的处理工艺包括:将加工完螺纹的钻杆进行淬火处理,得到所述钻杆;
其中,所述钻杆的淬火范围为接近区的末端至距离螺纹根部倒角3mm处;所述淬火处理中的淬火介质为水和淬火液(Aqua-Quench 251)的混合溶液;所述混合溶液中淬火液的含量为12%;所述淬火介质的温度为15℃;所述淬火处理中的进尺速度为1150mm/min;所述淬火处理中钻杆的转速为600r/min;所述淬火中的阳极电压为11kV;所述淬火处理中阳极电流为10A;所述淬火处理中的栅极电流为1.2A;所述淬火处理的时间为15s。
本实施例得到的钻杆中连接处螺纹表面耐磨性高,使用过程中保证了钻杆使用的持续性,有效减少粘扣现象产生。
实施例2
本实施例提供一种钻杆,所述钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为620;所述钻杆中连接处螺纹表面的硬化层深度为0.7mm。
所述钻杆中连接处螺纹表面的处理工艺包括:将加工完螺纹的钻杆进行淬火处理,得到所述钻杆;
其中,所述钻杆的淬火范围为接近区的末端至距离螺纹根部倒角8mm处;所述淬火处理中的淬火介质为水和淬火液(Aqua-Quench 251)的混合溶液;所述混合溶液中淬火液的含量为7%;所述淬火介质的温度为40℃;所述淬火处理中的进尺速度为1200mm/min;所述淬火处理中钻杆的转速为400r/min;所述淬火中的阳极电压为10.2kV;所述淬火处理中阳极电流为12.2A;所述淬火处理中的栅极电流为1.4A;所述淬火处理的时间为20s。
本实施例得到的钻杆中连接处螺纹表面耐磨性高,使用过程中保证了钻杆使用的持续性,有效减少粘扣现象产生。
实施例3
本实施例提供一种钻杆,所述钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为500;所述钻杆中连接处螺纹表面的硬化层深度为0.5mm。
所述钻杆中连接处螺纹表面的处理工艺包括:将加工完螺纹的钻杆进行淬火处理,得到所述钻杆;
其中,所述钻杆的淬火范围为接近区的末端至距离螺纹根部倒角5mm处;所述淬火处理中的淬火介质为水和淬火液(Aqua-Quench 251)的混合溶液;所述混合溶液中淬火液的含量为10%;所述淬火介质的温度为20℃;所述淬火处理中的进尺速度为1040mm/min;所述淬火处理中钻杆的转速为520r/min;所述淬火中的阳极电压为11.3kV;所述淬火处理中阳极电流为10.7A;所述淬火处理中的栅极电流为1.25A;所述淬火处理的时间为27s。
本实施例得到的钻杆中连接处螺纹表面耐磨性高,使用过程中保证了钻杆使用的持续性,有效减少粘扣现象产生。
实施例4
本实施例提供一种钻杆,所述钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为750;所述钻杆中连接处螺纹表面的硬化层深度为0.65mm。
所述钻杆中连接处螺纹表面的处理工艺包括:将加工完螺纹的钻杆进行淬火处理,得到所述钻杆;
其中,所述钻杆的淬火范围为接近区的末端至距离螺纹根部倒角6mm处;所述淬火处理中的淬火介质为水和淬火液(Aqua-Quench 251)的混合溶液;所述混合溶液中淬火液的含量为5%;所述淬火介质的温度为30℃;所述淬火处理中的进尺速度为1170mm/min;所述淬火处理中钻杆的转速为420r/min;所述淬火中的阳极电压为10.6kV;所述淬火处理中阳极电流为11.6A;所述淬火处理中的栅极电流为1.28A;所述淬火处理的时间为17s。
本实施例得到的钻杆中连接处螺纹表面耐磨性高,使用过程中保证了钻杆使用的持续性,有效减少粘扣现象产生。
实施例5
本实施例提供一种钻杆,所述钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为730;所述钻杆中连接处螺纹表面的硬化层深度为0.8mm。
所述钻杆中连接处螺纹表面的处理工艺包括:将加工完螺纹的钻杆进行淬火处理,得到所述钻杆;
其中,所述钻杆的淬火范围为接近区的末端至距离螺纹根部倒角5.7mm处;所述淬火处理中的淬火介质为水和淬火液(Aqua-Quench 251)的混合溶液;所述混合溶液中淬火液的含量为15%;所述淬火介质的温度为25℃;所述淬火处理中的进尺速度为1200mm/min;所述淬火处理中钻杆的转速为530r/min;所述淬火中的阳极电压为10.7kV;所述淬火处理中阳极电流为10.2A;所述淬火处理中的栅极电流为1.37A;所述淬火处理的时间为30s。
本实施例得到的钻杆中连接处螺纹表面耐磨性高,使用过程中保证了钻杆使用的持续性,有效减少粘扣现象产生。
对比例1
与实施例1的区别仅在于所述淬火处理中的进尺速度为1300mm/min;所得钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为400,硬化层深度为0.3mm;所得钻杆中连接处螺纹表面耐磨性低,使用过程中有粘扣现象产生。
对比例2
与实施例1的区别仅在于所述淬火处理中的进尺速度为500mm/min;所得钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为430,硬化层深度为0.2mm;所得钻杆中连接处螺纹表面耐磨性低,使用过程中有粘扣现象产生。
对比例3
与实施例1的区别仅在于所述淬火中的阳极电压为15kV;所得钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为340,硬化层深度为0.27mm;所得钻杆中连接处螺纹表面耐磨性低,使用过程中有粘扣现象产生。
对比例4
与实施例1的区别仅在于所述淬火中的阳极电压为5kV;所得钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为430,硬化层深度为0.3mm;所得钻杆中连接处螺纹表面耐磨性低,使用过程中有粘扣现象产生。
对比例5
与实施例1的区别仅在于所述淬火处理中阳极电流为5A;所得钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为470,硬化层深度为0.22mm;所得钻杆中连接处螺纹表面耐磨性低,使用过程中有粘扣现象产生。
对比例6
与实施例1的区别仅在于所述淬火处理中阳极电流为15A;所得钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为370,硬化层深度为0.32mm;所得钻杆中连接处螺纹表面耐磨性低,使用过程中有粘扣现象产生。
通过上述实施例和对比例的结果可知,本发明中通过对热处理工艺的合理设计,经本发明提供的处理工艺处理后的钻杆中连接处螺纹表面耐磨性高,保证钻杆使用的持续性,有效减少粘扣现象产生。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征,但本发明并不局限于上述详细结构特征,即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种钻杆中连接处螺纹表面的处理工艺,其特征在于,所述处理工艺包括:将加工完螺纹的钻杆进行淬火处理,得到硬度HV为500-780的钻杆。
2.如权利要求1所述的工艺,其特征在于,所述钻杆的淬火范围为接近区的末端至距离螺纹根部倒角3-8mm处。
3.如权利要求1或2所述的工艺,其特征在于,所述淬火处理中的淬火介质为水和淬火液的混合溶液;
优选地,所述混合溶液中淬火液的含量为5-15%;
优选地,所述淬火介质的温度≤50℃。
4.如权利要求1-3任一项所述的工艺,其特征在于,所述淬火处理中的进尺速度为1000-1200mm/min。
5.如权利要求1-4任一项所述的工艺,其特征在于,所述淬火处理中钻杆的转速为400-600r/min。
6.如权利要求1-5任一项所述的工艺,其特征在于,所述淬火中的阳极电压为10-11.5kV。
7.如权利要求1-6任一项所述的工艺,其特征在于,所述淬火处理中阳极电流为10-12.3A。
8.如权利要求1-7任一项所述的工艺,其特征在于,所述淬火处理中的栅极电流为1.2-1.4A;
优选地,所述淬火处理的时间为15-30s。
9.如权利要求1-8任一项所述的工艺,其特征在于,所述处理工艺包括:将加工完螺纹的钻杆进行淬火处理,得到硬度HV为500-780的钻杆;
其中,所述钻杆的淬火范围为接近区的末端至距离螺纹根部倒角3-8mm处;所述淬火处理中的淬火介质为水和淬火液的混合溶液;所述混合溶液中淬火液的含量为5-15%;所述淬火介质的温度≤50℃;所述淬火处理中的进尺速度为1000-1200mm/min;所述淬火处理中钻杆的转速为400-600r/min;所述淬火中的阳极电压为10-11.5kV;所述淬火处理中阳极电流为10-12.3A;所述淬火处理中的栅极电流为1.2-1.4A;所述淬火处理的时间为15-30s。
10.如权利要求1-9任一项所述热处理工艺得到的钻杆,其特征在于,所述钻杆中连接处螺纹表面的硬度HV为500-780;所述钻杆中连接处螺纹表面的硬化层深度≥0.5mm。
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